氨基酸总产量在2021年首次突破1000W吨，近两年增速大幅下滑，但增速依然高于饲料添加产量的增速。
2023年主流氨基酸全球产能如下图。
其中赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸这三种氨基酸90%的用途是用于饲料添加剂，谷氨酸主要作为合成味精的中间物，基本不会单独出售，都是加工成谷氨酸钠（味精）后出售；甘氨酸主要用于合成草甘膦，合成1吨草甘膦需要0.62吨甘氨酸，甘氨酸也不会单独出售。
赖氨酸产能2016年~2019年期间稳定增长，2020年~2021年赖氨酸产能减少主要美国ADM有20W吨赖氨酸产能退出，然后是疫情影响（玉米供应受限、开工成本高），部分产能被清退。赖氨酸行业产能利用率自19年后逐步上升，这期间伴随低端产能被清退。
2016~2019年蛋氨酸产能增速持续高于需求增速，结果就是价格从29元/kg持续下降至18.5元/kg；蛋氨酸价格自2019年见底后就一直稳定在18.5~20元/kg，价格波动不到10%。
苏氨酸和赖氨酸比较像，2016年~2018年产能持续扩张，2019年~2022年产能持续下滑，同时伴随需求的持续增长。
2020年~2022年苏氨酸产能持续收缩，主要原因有两点，1是2020年时价格太低，行业整体处于亏损状态，落后产能出清；2是2021年能耗双控政策影响，产能有所收缩，同年梅花通辽苏氨酸计划减产，伊品赤峰工厂停止签单，阜丰停止报价。
目前国内苏氨酸产能集中在梅花、伊品、阜丰手上，CR3占比超78%。
2018年~2023年，希杰苏氨酸产能逐渐下滑，国内企业苏氨酸产能持续上升，特别是梅花和伊品，大幅扩张。个人认为这是因为希杰等外资不想在不赚钱的行业里面卷了，就像赖氨酸一样——2016年赖氨酸国内产能占比50%，2023年产能占比已经超过80%。
厂商生产味精一般是用淀粉质原料水解生成葡萄糖，或直接以糖蜜或醋酸为原料，利用谷氨酸生产菌生物合成谷氨酸，然后中和、提取制得味精。谷氨酸只作为中间产物存在，一般不会单独拿出售卖。生产味精需要的谷氨酸比例——谷氨酸：味精=1：1.2
国内味精产能主要集中在阜丰、梅花、伊品三者手上，这三家公司在国内的市占率超95%，在全球市占率超77%。
5.甘氨酸
80%以上的甘氨酸用于合成农药，合成1吨草甘膦需要0.62吨甘氨酸。下图是国内甘氨酸产能分布：
2022年全国养殖业饲料消耗量4.54亿吨,其中豆粕用量6580万吨,豆粕在饲料中占比14.5%，饲料用豆粕的大豆基本全是进口的，国产大豆主要是给人吃的。
大豆中含有较多的限制性氨基酸——限制性氨基酸主要包括赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、腺氨酸和甲硫氨酸等，限制性氨基酸的缺少会导致其他的必需氨基酸在体内不能被充分利用，造成组织蛋白质的合成受限，从而使蛋白质营养价值降低，因而这些限制性氨基酸是必不可少的。
大豆蛋白的各种氨基酸组成比例如下：
牧原用氨基酸替代豆粕的路径：赖氨酸→苏氨酸→色氨酸→缬（xie）氨酸，缬氨酸是目前能够规模化、较低成本生产的小众氨基酸。
接下来我们来估算定量添加氨基酸替代豆粕需要多少小品种氨基酸：
每1000g豆粕里面所含缬氨酸是21.4g，异亮氨酸21.4g，苯丙氨酸23.1g,组氨酸12.55g,亮氨酸34.3g,得出完全替代猪饲料中的豆粕所需的小众氨基酸各多少万吨。而我们每年饲料用豆粕大约6700万吨，乘上二就是替代所有饲料用豆粕所需氨基酸的量。
当然，这是理论上的氨基酸用量，实际上，豆粕里的氨基酸并不能完全被猪利用，但是定量添加的氨基酸基本是被利用干净的，所以定量添加氨基酸的实际用量低于理论用量。
按照猪每日所需氨基酸需求量比例，大致估算得到猪用豆粕完全被替代时，需要缬氨酸56万吨，异亮氨酸45.24万吨，苯丙氨酸51.6万吨，组氨酸29.88万吨，亮氨酸87.12万吨。
各类小众氨基酸全球产能如下：
接下来我们一个一个看，先看缬氨酸。
不过迟迟未动的需求量也很能说明一个问题——当下缬氨酸的价格，可能依然没有便宜到能大规模替代豆粕的程度。
异亮氨酸有个非常大的好处，就是它能带动赖氨酸和苏氨酸的使用——异亮氨酸主要适用于垫料、混合料以及含有高赖氨酸和苏氨酸的饲料中，通常情况下，需要保证饲料中赖氨酸和苏氨酸的相对含量与异亮氨酸的相对含量之比不低于7:3。秦英林的原话是：“我们现在3W吨的异亮氨酸产能，未来将带动上百万吨其他氨基酸的应用”
苏氨酸和赖氨酸本身就比较便宜，平均不到10元/kg，已经可以大规模用于饲料添加剂中。
苯丙氨酸主要用途是合成甜味剂阿斯巴甜（L-苯丙氨酸单耗约为1：1.4），其次是用于氨基酸输液和氨基酸类药物，在饲料领域用的比较少。2014年，我国市场上L-苯丙氨酸的需求量达到1万吨，其中用于合成阿斯巴甜的用量约为8000吨，医药用多种氨基酸大输液用量和医药中间体制造用量约为1500吨左右；饲料添加剂、食品添加剂、营养添加剂、合成维生素等用量约为300吨左右；目前全球L-苯丙氨酸每年需求量约3.8万吨，美国需求量2W吨，有2W吨是用于阿斯巴甜的生产，7000吨用于医药，其他用于食品添加剂、营养添加剂和饲料。
1998年前国内企业用于阿斯巴甜生产的工业级L-苯丙氨酸依赖进口，进口价20万元/吨，1998年国内实现L-苯丙氨酸酶法生产，随着产能扩张将价格打到15万元/吨以下且吞噬了日韩企业的份额；随后日韩企业应用新工艺(糖质原料直接发酵法)生产苯丙氨酸，他们采取低价倾销策略，将进口售价降低到7万元/吨左右，国内的酶法工艺失去竞争力，倒了很多厂；2008年由福建师范大学微生物工程研究中心的苯丙氨酸研发团队，与福建沙县麦丹生物集团有限公司合作开发完成糖质原料直接发酵法新工艺，福建麦丹生物2009年产能达8000吨，一跃成为国内第一，全球第三的苯丙氨酸供应商，并主动降价将国内市场苯丙氨酸售价打到4万多元/吨。直到现在，苯丙氨酸的价格依然在4万元/吨左右。
2009年全球L-苯丙氨酸的主要生产企业有：
美国(以纽特公司为主)年产能25000吨，年产8000吨左右。
日本(以味之素公司为主)年产5000吨左右、韩国(以大象公司为主)年产3000吨左右、荷兰(以DSM公司为主)年产3000吨、法国年产3000吨。
这些产能合计约5万吨。
组氨酸虽然是一种必需氨基酸，但与其它必需氨基酸相比，一般不容易出现缺乏，只有在蛋白质较低的特殊日粮中才需要额外添加合成组氨酸，也就是完全用氨基酸替代豆粕的配方中才会用到组氨酸，而使用其他高纤维高蛋白饲料（米糠粕、次粉、麸皮、玉米胚芽粕）+酶制剂（或者加黑曲霉菌）的配方不需要用额外添加组氨酸。
组氨酸的主要作用是合成肌肽，肌肽主要是抗氧化作用，让猪的肉保持一个较好的品质。组氨酸可以由干面粉，猪、牛血粉，猪毛或蹄甲为原料制取，也可由葡萄糖发酵制得，饲料中组氨酸的含量不同，谷物类饲料中组氨酸含量为0.2％~0.4％，而蛋白质饲料一般为0.6％~1.5％，含量最高的是血粉。
2011年组氨酸的市场价在200元/kg左右，当下市场价在300元/kg左右，全球产能5000吨左右，价格过高不能大量用于饲料添加剂中。
而且别忘了，定量添加氨基酸来替代豆粕，它是有机会成本的，当豆粕价格比较低的时候，你去用氨基酸替代豆粕，成本只会比别人更高，本来养猪业就是微利甚至现在很多是亏损的状态，所以豆粕价格比较低的时候，氨基酸替代豆粕的阻力会比较大。
我们以上表为基础，计算当下2024年Q2用氨基酸替代豆粕比别人多付出多少成本。
按照氨基酸平衡表，2022年Q2用氨基酸替代1kg豆粕，需要约6.36元，而24年Q2用氨基酸替代1kg豆粕只需要4.56元，氨基酸总降价1.807元/kg豆粕。一头猪一辈子就吃360kg饲料，换算成每头猪，每替代1%豆粕，成本较22年节约6.505元/头猪。
当下豆粕价格3400元/吨，较22年Q2的5200元/吨下降1800元，当下少用1kg豆粕，机会成本就比别人多1.8元。换算成每头猪，每替代1%豆粕，成本较22年多6.48元/头猪。
根据下图，我们可以计算：
豆粕比例从9%降低到8%，不使用豆粕的机会成本增加6.48元/头猪，使用氨基酸替代豆粕较22年便宜6.5052元/头猪，豆粕减量对饲料成本的影响是-19.3元/吨，即-6.948元/头猪，故豆粕比例从9%降低到8%，企业多付出的成本是6.48-6.5052+（-6.948）=-6.9228元/头。豆粕比例从9%降低到8%，企业成本降低6.9228元/头。
豆粕比例从9%降低到7%，不使用豆粕的机会成本增加12.96元/头猪，使用氨基酸替代豆粕较22年便宜13.01元/头猪，豆粕减量对饲料成本的影响是-23.7元/吨，即-8.532元/头猪，故豆粕比例从9%降低到7%，企业多付出的成本是12.96-13.014+（-8.532）=-8.4816元/头。豆粕比例从9%降低到7%，企业成本降低8.4816元/头。
依次可以计算豆粕比例从9%降低到6%、5%、4%。。。
最终结果如下表：
赖氨酸是养猪的第一限制性氨基酸，相当于是猪最缺和最重要的氨基酸，氨基酸平衡表是以赖氨酸为基础，其他氨基酸相对于赖氨酸的比例。
可以看到猪所需的必需氨基酸的理论平衡数值，其他氨基酸相对于赖氨酸的比例要小于豆粕中个氨基酸相对于赖氨酸的比例，所以定量添加氨基酸替代豆粕的比例就按照理论平衡数值来就行。
替代1KG豆粕需要添加27.6g的赖氨酸，按照比例计算，每替代1kg豆粕大概需要购买6.79元的氨基酸。可以看到替代成本中，组氨酸和亮氨酸最贵。
如果异亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、亮氨酸价格都降低40%，则替代每1kg豆粕所需氨基酸的钱与3403元/吨豆粕价格一样（即接近当下豆粕价格水平）
4.其他路径替代豆粕
豆粕减量主要有以下几个途径，其中低蛋白日料配方和挖掘蛋白饲料资源是对于养猪和养鸡而言，高蛋白饲草是对于养牛和养羊而言。餐桌剩余食物和动物屠体等含有动物蛋白的饲料，只能用于喂养非反刍类动物（反刍类动物以牛羊为主）。
对于豆粕减量，农村部具体规定了每年的任务：
可以看见，除了低蛋白日料技术外，最主要的就是微生物菌体蛋白（包括乙醇梭菌蛋白）和剩余食物饲料化。
我们先说剩余食物饲料化：
厨余垃圾资源化利用主要有5步：厨余垃圾接收，预处理，资源化转换，资源化利用，三废治理。核心和技术关键是预处理和资源化转换，特别是预处理，厨余垃圾资源化利用工艺流程过长和系统过于复杂多因预处理工艺技术不当所致。
豆粕的蛋白含量是40%~48%，每年养猪用的豆粕3276W吨，总共有蛋白1310万吨~1572万吨，况且剩余食物提取的饲料蛋白并不一定能完全替代豆粕的蛋白，所以剩余食物转换为饲料的方法对豆粕替代的效果并不会很明显。
目前厨余垃圾处理后主要用途是生物柴油和沼气、燃料，拿16年的某个剩余食物生产生物柴油的项目举例，其利润主要来自于政府补贴，生产成本和售价基本是持平，甚至是亏损的，项目投资回收期14年左右，投资吸引度并不高。剩余食物生产生物柴油已经是盈利能力最高的了，如果按照国家标准去用剩余食物生产饲料，大概率是亏本的（大多数农村养殖户是直接就拿去喂的，这样就比较省钱）
微生物菌体蛋白是指通过发酵来生产细菌，然后把这些富含蛋白质的细菌进行加工处理，最后变成动物可食用的菌体蛋白。生产饲用菌体蛋白的底物原料极为广泛，农业废弃物、下脚料、石油化工产品及副产品、城市生活垃圾、屠宰场废弃的动物毛、粪便等均可以通过适当的预处理工艺后作为菌体生长的营养物质。
部分细菌的蛋白质含量非常高，举个例子，像鱼粉的蛋白质含量是66.2%，豆粕的蛋白质含量45%,而氢细菌、甲醇细菌的蛋白质含量高达75%，并且各氨基酸比例与豆粕、鱼粉相似，所以可以用作蛋白饲料替代豆粕。
目前最先大规模推广应用的是乙醇梭菌蛋白。
乙醇梭菌蛋白是以乙醇梭菌为发酵菌种，用钢铁厂、电石厂等重工业厂的含CO、CO2的尾气和氨水为主要原料，进行液态发酵培养、离心、干燥而获得的新型单细胞蛋白。据测算，中国每年至少可产生约1.2万亿立方米富含CO的工业尾气，如将这些工业尾气采用生物发酵技术进行高效清洁利用，可年产乙醇梭菌蛋白1000万，相当于2800万吨进口大豆当量。
乙醇梭菌粗蛋白质含量高达80%以上，18种氨基酸占蛋白质比例达94%，10种必需氨基酸含量及其结构比例接近鱼粉，远优于豆粕，目前最适合用于鱼饲料。（乙醇梭菌蛋白含有大量核酸，大比例用于禽类会出现代谢问题，少量使用是没有问题的）2023年7月农业部扩大乙醇梭菌蛋白的适用范围到仔猪和肉禽，在仔猪和肉禽配合饲料中的推荐使用量为1%～4%，最高不超过9%（以干物质含量为88%的配合饲料为基础）。
目前乙醇梭菌蛋白产能在2.5W吨左右，当前的合成技术，需要十吨乙醇才产一吨蛋白（乙醇价格6400元/吨），合成1W吨乙醇梭菌蛋白原材料成本至少要6.4亿元，1W吨乙醇梭菌蛋白相当于2.8W吨豆粕，而2.8W吨豆粕只要0.952亿元。
综上所述，剩余食物饲料化的量太少，远远不能代替豆粕；乙醇梭菌蛋白合成成本太高，也不能拿来大规模替代豆粕，可行的大规模替代豆粕的方法，依然只有定量添加氨基酸。
23年华恒氨基酸系列营收14.65亿，丙氨酸系列和缬氨酸大约各占50%。丙氨酸系列单位成本11700元/吨左右，缬氨酸单位成本13000元/吨左右，目前厌氧发酵生产缬氨酸已经是最高效生产方式，成本下降空间极其有限。
维生素产品2.18亿营收，毛利55%。维生素系列产品主要有D泛酸钙（维生素B5）、D泛醇、肌醇。
下面是华恒的各产品产能以及在建产能：
缬氨酸90%的需求来自饲料，猪饲料占60%，禽类鱼类饲料占35%。23年缬氨酸国内产量8.7万吨，华恒3.5万吨，占比40%。目前缬氨酸价格14700元/吨，整个行业平均成本16000元/吨，大家都处于亏损状态，行业内企业纷纷减产，今年华恒减了1.5W吨缬氨酸去生产异亮氨酸（同为三支链氨基酸），希杰4W吨产能的利用率只有50%。
缬氨酸的产线多为柔性生产线，从异亮氨酸、亮氨酸的产线改造成缬氨酸的产线只需要15天，未来缬氨酸价格回升的话，产能很快就能回来。
丁二酸可用于生产生物基PBS、丁二酸酐、丁二酰亚胺及其衍生物等产品，其下游最主要用途是与BDO聚合得到生物降解材料PBS，21年全球丁二酸产能12.8万吨，国外6.8万吨，国内产能6万吨，国内产能70%都用于合成PBS。国内丁二酸产能以化工合成为主，21年石油基（以石油衍生品为原料）丁二酸产能4W吨，生物基丁二酸2W吨（山东兰典）
据Europeanbioplastics，PBS的有望从21年8.7万吨左右增长至26年的122万吨（CAGR达70%），生产1吨PBS需要0.62吨丁二酸，0.69吨BDO，则PBS的增长可以给丁二酸带来70W吨的增量。（PBS的高增长得益于禁塑令）
当下苹果酸产能规划远大于需求量，未来随着产能落地苹果酸价格应该会有所下降。
PDO是制备生物基PTT纤维的前体，1吨PTT大约需要消耗0.38-0.45吨PDO，据中国产业研究数据显示，2019年国内PTT的产量为12.95万吨，我国PTT年消费量大约在12-14万吨，其中95%用于合成纤维，5%用于工程塑料，市场均价约2.2-2.5万元/吨。如果先满足国内PTT的产能，即将PTT行业产能利用率拉倒90%以上，PDO的需求可以增长到9.7W吨左右，据我国“十四五”生物基化学纤维及原料发展规划研究，预计2030年生物基PTT纤维产能将达到100万吨，PDO需求有望达到47.4万吨，2020-2030年CAGR27%。
肌醇是维生素B类，主要用于医药化妆品、饲料和食品添加剂中，应用分布均匀。
在医药领域，肌醇可用于配制多种维生素丸以及各种营养性氨基酸-维生素输液产品，被用于治疗肝硬化、脂肪肝、肝炎、血液中胆固醇过高等症状；在化妆品领域，肌醇被用作护肤品的保湿剂；作为食品添加剂，肌醇常出现在功能性饮料、婴儿配方奶粉、减肥产品中，可以提升体力耐力，延缓肌肉疲劳，提高人体的抵抗力；作为饲料添加剂，肌醇的作用主要是促进大型牲畜毛发生长、促进食欲，还有就是改善水产动物的消化功能，增强免疫力，肌醇主要用在鱼饲料里面。
肌醇价格似乎具有周期性，但具体原因还没查明。
丁二酸是受益于可降解材料的高速发展，这块供给和需求基本匹配，国内规划产能增幅接近十倍都没有把丁二酸价格完全打下来，我觉得可以对丁二酸高看一眼，华恒丁二酸满产后的产能消化不是问题，丁二酸预计给华恒带来7.5亿左右的营收，按当下净利率23%估算，可以有1.725亿元的利润增量。
从调研纪要看，管理层对今年PDO和苹果酸上量比较乐观，他们估计今年苹果酸能到1W吨多的出货。